Стабилизатор постоянного тока

 

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры различного назначения. Цель -- повышение надежности путем уменьшения мощности , рассеиваемой в регулируюш,ем элемен-. те при понижении выходного напряжения и коротком замыкании выхода, а также уменьшение массы и габаритов. При уменьшении выходного напряжения или коротком замыкании включается транзистор 7 заш,иты и шунтирует управляющий вход регулирующего элемента 1. Предусмотрена емкостная цепь задержки для обеспечения нормального функционирования при переходных процессах . I ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1385126 А1

5 4 G 05 F 1/569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪР СВИДЕТЕЛЬСТВУ а

<О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4090510/24-07 (22) 23.07.86 (46) 30.03.88. Бюл. № 12 (72) Ю. Н Шуваев (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Карпов В. И. Полупроводниковые компенсационные стабилизаторы напряжения и тока: М.: Энергия, 1967, с. 92, рис. 56.

Там же, с. 157, рис. 88. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯ ННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к электронике и может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры различного назначения. Цель — повышение надежности путем уменьшения мощности, рассеиваемой в регулирующем элемен-. те при понижении выходного напряжения и коротком замыкании выхода, а также уменьшение массы и габаритов. При уменьшении выходного напряжения или коротком замыкании включается транзистор 7 защиты и шунтирует управляющий вход регулирующего элемента 1. Предусмотрена емкостная цепь задержки для обеспечения нормального функционирования при переходных процессах. 1 ил.

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источни ках электропитания радиоэлектронной аппаратуры различного назначения.

Цель изобретения — повышение надежности путем уменьшения мощности, рассеи* ваемой в регулирующем элементе при понижении выходного напряжения и коротком замыкании выхода, а также уменьшение массы и габаритов.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизатора постоянного тока.

Стабилизатор постоянного тока содержит включенные в потенциальную шину относительно общей шины последовательно соединенные транзисторный регулирующий элемент 1 и датчик 2 тока, дифференциальный усилитель 3 постоянного тока, инвертируюший вход которого подключен к датчику 2 тока, неинвертируюший вход соединен с положительным выводом источника

4 опорного напряжения, а выход подключен к управляющему входу регулирующего элемента 1, отрицательный вывод источника

4 опорного напряжения связан с потенциальным выходным выводом 5, вспомогательный источник 6 опорного напряжения, отрицательный вывод которого подключен к потенциальному выходному выводу 5, дополнительный транзистор 7 защиты, коллектор которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента 1, эмиттер соединен с выходом регулирующего элемента, а базовая цепь — база — через первый 8 и второй 9 резисторы или непосредственно подключена к среднему выводу резисторного делителя 10 напряжения, включенного между положительным выводом вспомогательного источника 6 опорного напряжения и общей шиной, и емкостную цепь задержки — конденсатор 11, включенный между общей точкой первого 8 и второго 9 резисторов (или базой транзистора 7 защиты) и эмиттером транзистора 7 зашиты (или выполненную в виде RC-цепочки, состоящей из резистора 12 и конденсатора 13, подключенную как показано на чертеже пунктиром).

Параллельно переходу база — эмиттер транзистора защиты 7 может быть включен диод 14.

Напряжение вспомогательного опорного источника 6 должно быть выше, чем напряжение опорного источника 4, поэтому для уменьшения нестабильности тока нагрузки питание источника опорного напряжения целесообразно производить от.вспомогательного источника 6 опорного напряжения.

Стабилизатор работает следующим образом.

При нормальном режиме работы стабилизатора и выходном напряжении, находящемся в заданных пределах, напряжение, прикладываемое к переходу база

385126

2 эмиттер транзистора 7, при помощи дели-. теля 10 устанавливается такой величины и полярности, чтобы транзистор 7 был заперт. При понижении выходного напряжения стабилизатора ниже установленного предела или при коротком замыкании нагрузки потенциал средней точки делителя 10 относительно выходного вывода 5 стабилизатора повышается, конденсатор 11 перезаряжается напряжение на базе транзистора 7 относительно его эмиттера повышается и становится положительным, транзистор 7 открывается, подзапирает регулирующий элемент 1 и выходное напряжение стабилизатора уменьшается. Вследствие этого транзистор 7 еще больше открывается, регулирующий элемент

1 запирается, напряжение на базе трансзистора 7 еще больше увеличивается и происходит лавинообразное «опрокидывание» схемы. При этом транзистор 7 полностью открыт током, протекающим от вспомогательного источника 6 опорного напряжения через верхнее плечо делителя 10 и резисторы 8 и 9, а регулирующий элемент 1 полностью закрыт, и выходное напряжение и ток нагрузки стабилизатора равны нулю.

Для возврата схемы в исходное состояние после устранения неисправности необходимо на короткое время выключить, а затем повторно включить стабилизатор.

Конденсатор 11 шунтирует переход базаэмиттер транзистора 7 при переходных процессах и служит для предотвращения

«опрокидывания» схемы при включении стабилизатора. Конденсатор 11 осуществляет также задержку в выключении стабилизатора при кратковременных провалах выходного напряжения при коротких замыканиях нагрузки, Эта задержка в срабатывании зашиты и выключении стабилизатора является неопасной и не увеличивает объем и массу стабилизатора, так как приводит только к постепенному и кратковременному повышению мощности, выделяющейся на регулирующем элементе 1.

Резисторы 8 и 9 предназначены для увеличения постоянной времени базового контура транзистора 7 и уменьшения емкости конденсатора 11 при выбранном времени задержки в срабатывании защиты. Указанные резисторы могут также отсутствовать. В этом случае база транзистора 7 и конденсатор 11 подключаются непосредственно к средней точке делителя 10.

Диод 14 предназначен для защиты перехода база — эмиртер транзистора 7 от обратного напряжения большой величины при нормальном режиме работы стабилизатора.

Стабилизатор тока, содержащий емкостную цепь задержки — RC-цепочку, состоящую из резистора 12 и конденсатора 13, работает аналогично. Его отличие заключается в том, что в нем функции конденса1385126

Формула изобретения

Составитель О. Овсянникова

Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1122/46 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тора 11 выполняет указания RC-цепочка:

При одиНаковой постоянной времени схемы конденсатор 13 может быть выбран меньшей величины, чем конденсатор 11. Кроме того, этот конденсатор может быть выбран электролитическим, так как напряжение на нем имеет одинаковую полярность при всех режимах работы стабилизатора.

Вследствие этого конденсатор 13 имеет меньшие объем и массу, чем конденсатор 11.

Это является преимуществом схемы с

RC-цепочкой.

Благодаря введенным средствам обеспечивается защита стабилизатора от понижения выходного напряжения и короткого замыкания нагрузки, что позволяет умень- 15 шить мощность, рассеиваемую на регулирующем элементе, и тем самым повысить надежность и уменьшить объем и массу устройства.

Стабилизатор постоянного тока, содержащий включенные в потенциальную шину относительно общей шины последовательно соединенные транзисторный регулирующий 25 элемент и датчик тока нагрузки, дифференциальный усилитель постоянного тока, инвертирующий вход которого подключен кдатчику тока, неинвертирующий вход соединен с положительным выводом источника опорного напряжения, а выход подключен к управляющему входу регулирующего элемента, при этом отрицательный вывод источника опорного напряжения соединен с потенциальным выходным выводом стабилизатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения мощности, рассеиваемой в регулирующем элементе при понижении выходного напряжения и коротком замыкании выхода, а также уменьшения массы и габаритов, в него введены вспомогательный источник опорного напряжения, отрицательный вывод которого подключен к потенциальному выходному выводу стабилизатора, резисторный делитель напряжения, включенный между положительным выводом вспомогательного источника опорного напряжения и общей шиной, транзистор защиты, коллектор которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, эмиттер соединен с выходом регулирующего элемента, а базовая цепь подключена к среднему выводу резисторного делителя напряжения, и емкостная цепь задержки, подключенная к базовой цепи транзистора защиты.